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化學家——安托萬·洛朗·拉瓦錫

安托萬洛朗拉瓦錫(a.l.lavoisier,1743.8.26-1794.5.8)法國著名化學家,近代化學的奠基人之一,“燃燒的氧學說”的提出者。

1743年8月26日生于巴黎。

1763年獲法學學士學位,并取得律師開業證書,后轉向研究自然科學。他最早的化學論文是對石膏的研究,發表在1768年《巴黎科學院院報》上。他指出,石膏是硫酸和石灰形成的化合物,加熱時會放出水蒸氣。1765年他當選為巴黎科學院候補院士。

1768年他研究成功浮沉計,可用來分析礦泉水。并提出保障巴黎飲用水質量的重要性。“實際上,公民身體的健康和活力取決于飲用水的質量。如果說醫療用水在關鍵時刻能挽救幾個國家重要人物的生命,飲用水卻是民生有序、平穩發展和廣大百姓身體健康的源泉。狹隘的礦泉水研究只會讓社會上極小部分的沒落貴族感興趣。公共用水卻是整個社會關心的主題,而且關注的人主要是為國家提供勞動力、創造財富的勞動人民。”

1775年任皇家火藥局局長,火藥局里有一座相當好的實驗室,拉瓦錫的大量研究工作都是在這個實驗室里完成的。

1775年,拉瓦錫對氧氣進行研究。他發現燃燒時增加的質量恰好是氧氣減少的質量。以前認為可燃物燃燒時吸收了一部分空氣,實際上是吸收了氧氣,與氧氣化合,這就是徹底推翻了燃素說的燃燒學說。

1778年任皇家科學院教授。

1794年5月8日于巴黎被處死。

1774年10月,普里斯特里向拉瓦錫介紹了自己的實驗:氧化汞加熱時,可得到脫燃素氣,這種氣體使蠟燭燃燒得更明亮,還能幫助呼吸。拉瓦錫重復了普里斯特利的實驗,得到了相同的結果。但拉瓦錫并不相信燃素說,所以他認為這種氣體是一種元素,1777年正式把這種氣體命名為oxygen(中譯名氧),含義是酸的元素。

拉瓦錫通過金屬煅燒實驗,于1777年向巴黎科學院提出了一篇報告《燃燒概論》,闡明了燃燒作用的氧化學說,要點為:
 ; ; ; ①燃燒時放出光和熱。
 ; ; ; ②只有在氧存在時,物質才會燃燒。
 ; ; ; ③空氣是由兩種成分組成的,物質在空氣中燃燒時,吸收了空氣中的氧,因此重量增加,物質所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量。
 ; ; ; ④一般的可燃物質(非金屬)燃燒后通常變為酸,氧是酸的本原,一切酸中都含有氧。金屬煅燒后變為煅灰,它們是金屬的氧化物。

他還通過精確的定量實驗,證明物質雖然在一系列化學反應中改變了狀態,但參與反應的物質的總量在反應前后都是相同的。于是拉瓦錫用實驗證明了化學反應中的質量守恒定律。拉瓦錫的氧化學說徹底地推翻了燃素說,使化學開始蓬勃地發展起來。

1787年之后拉瓦錫社會職務漸重,用于科學研究時間較少。主要進行化學命名法改革,自己研究成果的總結和新理論的傳播工作。他先與貝托萊等人合作,設計了一套簡潔的化學命名法。

1787年他在《化學命名法》(mthode de nomenclature chimique)中正式提出這一命名系統,目的是使不同語言背景的化學家可以彼此交流,其中的很多原則加上后來柏濟力阿斯的符號系統,形成了至今沿用的化學命名體系。接下來,他總結了自己的大量的定量試驗,證實了質量守恒定律 。

這個定律的想法并非他獨創,在拉瓦錫之前很多自然哲學家與化學家都有過類似觀點,但是由于對實驗前后質量測試的不準確,有些人開始懷疑這一觀點。1748年,俄羅斯化學家米哈伊爾瓦西里耶維奇羅蒙諾索夫曾精確的進行了測定,并且提出了這一定律的描述,但是由于莫斯科大學處于歐洲科學研究的中心之外,所以他的觀點沒有被人注意到。

基于氧化說和質量守恒定律,1789年拉瓦錫發表了《化學基本論述》(trait &;eacute;lmentaire de chimie)這部集他的觀點之大成的教科書,在這部書里拉瓦錫定義了元素的概念,并對當時常見的化學物質進行了分類,總結出三十三種元素(盡管一些實際上是化合物)和常見化合物,使得當時零碎的化學知識逐漸清晰化。在該書中的實驗部分中拉瓦錫強調了定量分析的重要性。

最重要的是拉瓦錫在這部書中成功的將很多實驗結果通過他自己的氧化說和質量守恒定律的理論系統進行了圓滿的解釋。這種簡潔、自然而又可以解釋很多實驗現象的理論系統完全有別于燃素說的繁復解釋和各種充滿煉金術術語的化學著作,很快產生了轟動效應。堅持燃素說的化學家如普利斯特里對其堅決抵制,但是年輕的化學家非常歡迎,這部書也因此與波以耳的《懷疑派的化學家》一樣,被列入化學史上劃時代的作品。到1795年左右,歐洲大陸已經基本全部接受拉瓦錫的理論。

法蘭西科學院常會由政府資助,給予科學家薪水同時要求完成某些任務。由于拉瓦錫的很強的工作能力,他參與了很多這種任務并負責起草報告。其中影響很大是統一法國的度量衡。1790年法蘭西科學院組織委員會負責制定新度量衡系統,人員有拉瓦錫、孔多塞、拉格朗日和蒙日等。

1791年拉瓦錫起草了報告,主張采取地球極點到赤道的距離的一千萬分之一為標準(約等于1米)建立米制系統。接著科學院指定拉瓦錫負責質量標準的制定。經過測定,拉瓦錫提出質量標準采用千克,定密度最大時的一立方分米水的質量為一千克。這種系統盡管當時受到了很大阻力,但是今天已經被世界通用。

拉瓦錫在學校是一個天才男孩。20歲時因出色地撰寫了巴黎街道照明的設計文章而獲得法國科學院的嘉獎。幾年之后,即1768年,他被評選為法國科學院的“名譽院士”。

他為后人留下的杰作是《化學概要》,這篇論文標志著現代化學的誕生。在這篇論文中,拉瓦錫除了正確地描述燃燒和吸收這兩種現象之外,在歷史上還第一次開列出化學元素的準確名稱。名稱的確立建立在物質是由化學元素組成的這個基礎之上。而在此之前,這些元素有著不同的稱謂。在書中,拉瓦錫將化學方面所有處于混亂狀態的發明創造整理得有條有理。

化學家拉瓦錫原來是學法律的。1763年,年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學士學位,并且獲律師從業證書。拉瓦錫的父親是一位頗有名氣的律師,家境富有。所以拉瓦錫沒有馬上去做律師,那時他對植物學發生了興趣,經常上山采集標本使他又對氣象學產生了興趣。在地質學家葛太德的建議下,拉瓦錫師從巴黎著名的化學魯教授伊勒教授。從此,拉瓦錫就和化學結下不解之緣。

拉瓦錫的對化學的第一個貢獻便是從實驗的角度驗證并總結了質量守恒定律。早在拉瓦錫出生之時,多才多藝的俄羅斯科學家羅蒙諾索夫就提出了質量守恒定律,他當時稱之為“物質不滅定律”,其中含有更多的哲學意蘊。但由于“物質不滅定律”缺乏豐富的實驗根據,特別是當時俄羅斯的科學還很落后,西歐對沙俄的科學成果不重視,“物質不滅定律”沒有得到廣泛的傳播。

拉瓦錫用硫酸和石灰合成了石膏,當他加熱石膏時放出了水蒸氣。拉瓦錫用天平仔細稱量了不同溫度下石膏失去水蒸氣的質量。他的導師魯伊勒把失去水蒸氣稱為“結晶水”,從此就多了一個化學名詞……結晶水。這次意外的成功使拉瓦錫養成了經常使用天平的習慣。由此,他總結出質量守恒定律,并成為他進行實驗、思維和計算的基礎。

為了表明守恒的思想,用等號而不用箭頭表示變化過程。如糖轉變為酒精的發酵過程表示為下面的等式:
 ; ; ; 葡萄糖(c6h12o6)=二氧化碳(co2) 酒精(c2h5oh)

這正是現代化學方程式的雛形。為了進一步闡明這種表達方式的深刻含義,拉瓦錫又撰文寫到:“可以設想,參加發酵的物質和發酵后的生成物列成一個代數式,再假定方程式中的某一項是未知數,然后通過實驗,算出它們的值。這樣,就可以用計算來檢驗實驗,再用實驗來驗證計算。我就經常用這種方法修正實驗初步結果,使我能通過正確的途徑改進實驗,直到獲得成功。”

拉瓦錫最重要的發現:燃燒原理,是他對化學研究的第二大貢獻。偉大的科學家描述了最重要的氣體:氧、氮和氫的作用。拉瓦錫最重要的發現是關于燃燒的原理。之所以能夠有此發現,是因為他第一次準確地識別出了氧氣的作用。事實上,科學家確認燃燒是氧化的化學反應,即燃燒是物質同某種氣體的一種結合。拉瓦錫為這種氣體確立了名稱,即氧氣,事實上就是“成酸元素”的意思。
拉瓦錫最終排除了當時流行極廣的關于“燃素”的錯誤看法。按照那種理論,在燃燒期間,任何被燃燒的物質同一種被稱為“燃素”的物質相分離。“燃素”被認為是整個燃燒過程的主導者。

拉瓦錫還識別出了氮氣。這種氣體早在1772年就被發現了,但卻被命名了一個錯誤的名稱——“廢氣”(意思是“用過的氣”,也就是沒有燃素的氣,因此不會再被用作燃燒的氣)。拉瓦錫則發現這種“氣體”實際上是由一種被稱為氮的氣體構成的,因為它“無活力”(來源于希臘語azofe)。后來,他又識別出了氫氣,這個名稱的意思是“成水的元素”。拉瓦錫還研究過生命的過程。他認為,從化學的觀點看,物質燃燒和動物的呼吸同屬于空氣中氧所參與的氧化作用。

1772年秋天,拉瓦錫照習慣稱量了定量的紅磷,使之燃燒

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